1. Введение
В кабеле связи при передаче высокочастотных сигналов проводники будут создавать скин-эффект, и с увеличением частоты передаваемого сигнала скин-эффект становится все более серьезным. Так называемый скин-эффект относится к передаче сигналов по внешней поверхности внутреннего проводника и внутренней поверхности внешнего проводника коаксиального кабеля, когда частота передаваемого сигнала достигает нескольких килогерц или десятков тысяч герц.
В частности, в связи с резким ростом мировых цен на медь и все большим дефицитом ее природных ресурсов, использование омедненной стальной или омедненной алюминиевой проволоки для замены медных проводников стало важной задачей для отрасли производства проводов и кабелей, а также для ее продвижения с использованием большого рыночного пространства.
Но проволока в медном покрытии, из-за предварительной обработки, предварительного никелирования и других процессов, а также воздействия раствора для гальванопокрытия, легко может производить следующие проблемы и дефекты: почернение проволоки, предварительное покрытие не хорошее, основной слой покрытия отслаивается, что приводит к производству отходов проволоки, отходов материала, так что затраты на производство продукта увеличиваются. Поэтому крайне важно обеспечить качество покрытия. В этой статье в основном обсуждаются принципы процесса и процедуры производства омедненной стальной проволоки методом гальванопокрытия, а также общие причины проблем с качеством и методы их решения. 1 Процесс покрытия омедненной стальной проволоки и его причины
1. 1 Предварительная обработка проволоки
Во-первых, проволока погружается в щелочной и травильный раствор, и к проволоке (аноду) и пластине (катод) прикладывается определенное напряжение, анод осаждает большое количество кислорода. Основная роль этих газов заключается в следующем: во-первых, сильные пузырьки на поверхности стальной проволоки и ее близлежащего электролита играют механическое перемешивание и отслаивание, тем самым способствуя отделению масла от поверхности стальной проволоки, ускоряя процесс омыления и эмульгирования масла и смазки; во-вторых, из-за крошечных пузырьков, прикрепленных к границе раздела между металлом и раствором, при выходе пузырьков и стальной проволоки наружу пузырьки будут прилипать к стальной проволоке с большим количеством масла к поверхности раствора, следовательно, на Пузырьки будут приносить много масла, прилипшего к стальной проволоке, к поверхности раствора, тем самым способствуя удалению масла, и в то же время нелегко вызвать водородную хрупкость анода, так что можно получить хорошее покрытие.
1. 2 Покрытие проволоки
Сначала проволоку предварительно обрабатывают и предварительно покрывают никелем, погружая ее в гальванический раствор и прикладывая определенное напряжение к проволоке (катод) и медной пластине (анод). На аноде медная пластина теряет электроны и образует свободные двухвалентные ионы меди в электролитической (гальванической) ванне:
Cu – 2e→Cu2+
На катоде стальная проволока электролитически повторно электронизируется, и ионы двухвалентной меди осаждаются на проволоке, образуя стальную проволоку, покрытую медью:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + е→ Cu +
Cu + + е→ Cu
2Н + + 2е→ Н2
Когда количество кислоты в гальваническом растворе недостаточно, сульфат меди легко гидролизуется с образованием оксида меди. Оксид меди удерживается в гальваническом слое, делая его рыхлым. Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4
I. Ключевые компоненты
Наружные оптические кабели обычно состоят из оголенных волокон, свободной трубки, водоблокирующих материалов, усиливающих элементов и внешней оболочки. Они бывают разных структур, таких как конструкция центральной трубки, скрутка слоев и скелетная структура.
Голые волокна относятся к исходным оптическим волокнам диаметром 250 микрометров. Обычно они включают в себя слой сердцевины, слой оболочки и слой покрытия. Различные типы голых волокон имеют разные размеры слоя сердцевины. Например, одномодовые волокна OS2 обычно имеют диаметр 9 микрометров, многомодовые волокна OM2/OM3/OM4/OM5 — 50 микрометров, а многомодовые волокна OM1 — 62,5 микрометра. Голые волокна часто имеют цветовую кодировку для различения многожильных волокон.
Свободные трубки обычно изготавливаются из высокопрочного конструкционного пластика PBT и используются для размещения оголенных волокон. Они обеспечивают защиту и заполнены водоблокирующим гелем, чтобы предотвратить попадание воды, которая может повредить волокна. Гель также действует как буфер, предотвращая повреждение волокон от ударов. Процесс изготовления свободных трубок имеет решающее значение для обеспечения избыточной длины волокна.
Водоблокирующие материалы включают в себя кабельную водоблокирующую смазку, водоблокирующую пряжу или водоблокирующий порошок. Для дальнейшего повышения общей водоблокирующей способности кабеля основным подходом является использование водоблокирующей смазки.
Элементы усиления бывают металлическими и неметаллическими. Металлические часто изготавливаются из фосфатированной стальной проволоки, алюминиевых лент или стальных лент. Неметаллические элементы в основном изготавливаются из материалов FRP. Независимо от используемого материала эти элементы должны обеспечивать необходимую механическую прочность для соответствия стандартным требованиям, включая устойчивость к растяжению, изгибу, удару и скручиванию.
Внешние оболочки должны учитывать среду использования, включая водонепроницаемость, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и устойчивость к погодным условиям. Поэтому обычно используется черный полиэтиленовый материал, поскольку его превосходные физические и химические свойства обеспечивают пригодность для наружной установки.
2 Причины проблем с качеством в процессе меднения и пути их решения
2. 1 Влияние предварительной обработки проволоки на слой покрытия Предварительная обработка проволоки очень важна при производстве омедненной стальной проволоки методом гальванопокрытия. Если масляная и оксидная пленка на поверхности проволоки не полностью удалена, то предварительно нанесенный слой никеля не покрыт хорошо, а сцепление плохое, что в конечном итоге приведет к отпадению основного слоя медного покрытия. Поэтому важно следить за концентрацией щелочных и травильных жидкостей, током травления и щелочи, а также за тем, в порядке ли насосы, и если они не в порядке, их необходимо быстро отремонтировать. Распространенные проблемы качества при предварительной обработке стальной проволоки и их решения приведены в таблице.
2. 2 Стабильность раствора предварительного никеля напрямую определяет качество слоя предварительного покрытия и играет важную роль на следующем этапе меднения. Поэтому важно регулярно анализировать и корректировать соотношение состава раствора предварительного никеля и следить за тем, чтобы раствор предварительного никеля был чистым и не загрязненным.
2.3 Влияние основного раствора гальванопокрытия на слой гальванопокрытия Раствор гальванопокрытия содержит сульфат меди и серную кислоту в качестве двух компонентов, состав соотношения напрямую определяет качество слоя гальванопокрытия. Если концентрация сульфата меди слишком высока, кристаллы сульфата меди будут осаждаться; если концентрация сульфата меди слишком низкая, проволока будет легко обгорать, и эффективность гальванопокрытия будет нарушена. Серная кислота может улучшить электропроводность и эффективность тока гальванического раствора, снизить концентрацию ионов меди в гальваническом растворе (тот же ионный эффект), тем самым улучшая катодную поляризацию и дисперсию гальванического раствора, так что предел плотности тока увеличивается, и предотвращает гидролиз сульфата меди в гальваническом растворе в оксид меди и осаждение, увеличивая стабильность гальванического раствора, но также снижает анодную поляризацию, что способствует нормальному растворению анода. Однако следует отметить, что высокое содержание серной кислоты снизит растворимость сульфата меди. Когда содержание серной кислоты в гальваническом растворе недостаточно, сульфат меди легко гидролизуется в оксид меди и улавливается в слое покрытия, цвет слоя становится темным и рыхлым; когда в гальваническом растворе избыток серной кислоты и недостаточное содержание соли меди, водород будет частично разряжаться на катоде, так что поверхность гальванического слоя будет выглядеть пятнистой. Содержание фосфора в медной пластине фосфора также оказывает важное влияние на качество покрытия, содержание фосфора следует контролировать в диапазоне от 0,04% до 0,07%, если менее 0,02%, то трудно сформировать пленку, чтобы предотвратить образование ионов меди, тем самым увеличивая медный порошок в гальваническом растворе; если содержание фосфора более 0,1%, это повлияет на растворение медного анода, так что содержание двухвалентных ионов меди в гальваническом растворе уменьшится, и будет образовываться много анодного шлама. Кроме того, медную пластину следует регулярно промывать, чтобы предотвратить загрязнение гальванического раствора анодным шламом и появление шероховатостей и заусенцев в гальваническом слое.
3 Заключение
Благодаря обработке вышеупомянутых аспектов адгезия и непрерывность продукта хорошие, качество стабильное, а производительность отличная. Однако в реальном производственном процессе существует множество факторов, влияющих на качество слоя покрытия в процессе нанесения покрытия, как только проблема обнаружена, ее следует проанализировать и изучить вовремя, а также принять соответствующие меры для ее решения.
Время публикации: 14 июня 2022 г.